Yếu tố quan trọng nhất trong việc lựa chọn bộ biến tần (VFD) chính xác cho ứng dụng của bạn là phải biết loại tải nào sẽ được áp dụng cho động cơ điện của bạn. Loại tải sẽ quyết định lựa chọn chế độ làm việc của biến tần phù hợp. Nếu không động cơ sẽ không thể tạo ra mô-men xoắn cần thiết để di chuyển tải.
Phân loại biến tần theo chế độ làm việc
Chế độ làm việc của biến tần được phân làm 2 loại phổ biến nhất:
- Biến tần tải nặng tương ứng với mô-men xoắn không đổi.
- Biến tần tải nhẹ tương ứng với mô-men xoắn thay đổi.
Chế độ làm việc của biến tần tải nặng mô-men xoắn không đổi
98% các tải được coi là mô-men xoắn không đổi tương ứng với chế độ làm việc nặng. Vì vậy, rất có thể bạn sẽ được báo giá một biến tần tải nặng có khả năng mô-men xoắn không đổi khi mua biến tần nếu bạn không có yêu cầu gì cụ thể.
Chế độ làm việc của biến tần tải nặng với tải mô-men xoắn không đổi là những tải yêu cầu cùng một lượng mô-men xoắn ở tốc độ thấp và tốc độ cao, trong đó mô-men xoắn ở đầu ra không thay đổi trong toàn bộ phạm vi tốc độ. Như vậy, mô men xoắn không phải là hàm của tốc độ; khi tốc độ thay đổi, mã lực (HP) tăng và giảm theo tỷ lệ 1:1 theo tốc độ trong khi mô-men xoắn không đổi.
Vậy làm thế nào để VFD đạt được điều này? Khi tốc độ tăng, VFD sẽ tăng điện áp tới động cơ để duy trì mô-men xoắn. Các VFD này tạo ra dòng khởi động cao hơn khi khởi động động cơ và ở tốc độ thấp để khiến động cơ di chuyển khi đang tải. VFD được yêu cầu cung cấp mô-men xoắn khởi động từ 1,5 lần trở lên để vượt qua trọng lượng của tải và ma sát tĩnh.
Ứng dụng của biến tần tải nặng mô-men xoắn không đổi
- Tời kéo
- Máy nén dịch chuyển cố định
- Băng tải
- Máy trộn
- Tời nâng
- Bơm dịch chuyển cố định
Chế độ làm việc của biến tần tải nhẹ mô-men xoắn thay đổi
Chế độ làm việc của biến tần tải nhẹ với mô-men xoắn thay đổi là những tải yêu cầu công suất mô-men xoắn thấp hơn ở tốc độ thấp và mô-men xoắn cao hơn nhiều ở tốc độ cao. Khi động cơ của bạn quay nhanh hơn, tải trên động cơ sẽ tăng lên và cần nhiều mô-men xoắn hơn để giữ cho tải chuyển động. Mô-men xoắn yêu cầu bởi tải mô-men xoắn thay đổi tỷ lệ thuận với tốc độ.
Khi tốc độ tăng, mô-men xoắn tăng gấp đôi cho đến khi đạt 100%. Khi tốc độ giảm, mô men xoắn giảm theo căn bậc hai của tốc độ. Trong các ứng dụng mô-men xoắn thay đổi, HP yêu cầu thay đổi theo lập phương của tốc độ.
Khi động cơ quay nhanh hơn, nó sẽ lấy thêm dòng điện từ VFD để cung cấp mô-men xoắn cần thiết, tăng nhanh ở tốc độ cao. Khi tốc độ giảm, cần ít năng lượng hơn để di chuyển tải. Bộ truyền động mô-men xoắn thay đổi hiếm khi gặp tình trạng quá tải, vì vậy chúng có khả năng bảo vệ quá tải ít hơn nhiều so với bộ truyền động mô-men xoắn không đổi.
Ứng dụng mô-men xoắn thay đổi
Việc chọn bộ biến tần truyền động mô-men xoắn thay đổi thay vì bộ biến tần mô-men xoắn không đổi cho các ứng dụng sau sẽ tiết kiệm chi phí hơn về lâu dài. Động cơ cần ít năng lượng hơn để duy trì tốc độ khi đạt được tốc độ hoạt động. Điều này cho phép tiết kiệm năng lượng và giảm ngân sách chi cho điện.
Biến tần tải nặng có khả năng quá tải 150%
- Máy bơm ly tâm
- Máy nén ly tâm
- Máy thổi
Quá tốc độ ứng dụng mô-men xoắn biến đổi
Thông thường, chế độ làm việc của biến tần tải nhẹ với tải mô-men xoắn thay đổi không thể chạy nhanh hơn tốc độ danh nghĩa 100% của động cơ vì chúng sẽ yêu cầu mô-men xoắn hàm mũ mà động cơ sẽ không thể tạo ra trừ khi được thiết kế để quá khổ.
- Tốc độ tăng 10%, sẽ cần thêm mô-men xoắn 21%
- Tốc độ tăng 25%, sẽ cần thêm mô-men xoắn 57%
- Biến tần tải nhẹ đều có mức quá tải là 120% trong một phút, tùy thuộc vào kiểu máy
Kết luận
Hiểu loại tải mà động cơ của bạn sẽ chịu cũng như hiểu rõ chế độ làm việc của biến tần sẽ giúp bạn chọn VFD chính xác hơn cho ứng dụng của mình. Điều này sẽ giúp bộ truyền động và động cơ điện hoạt động tối ưu, tiết kiệm chi phí và bền lâu hơn.
Bạn có cần trợ giúp trong việc tìm hiểu về chế độ làm việc của biến tần và cách để chọn đúng biến tần cho ứng dụng của mình không? Các kỹ sư tự động hóa của Công ty cổ phần thiết bị nâng hạ Hà Nội chúng tôi luôn sẵn sàng thảo luận về nhu cầu của bạn và trợ giúp bạn trong các dự án động cơ điện cầu trục.
